沉管隧道节段接头剪力键受力阶段与沉降控制标准研究

当沉管隧道节段下部的地基由于荷载或地层因素产生差异沉降时,剪力键是抵制节段接头张开与扭转的主要受力构件,也是接头防水的重要结构保证。文章在1∶4.69大比尺模型试验和有限元三维数值模拟中,将差异沉降作为可变荷载,对地基差异沉降下的沉管隧道节段接头剪力键受力规律进行了研究。试验及分析结果表明:在纵向与横向差异沉降下,沉管隧道节段接头剪力键的受力过程可以分为三个阶段。第一阶段为剪力键榫与剪力键槽间的缝隙及橡胶垫初步压缩阶段,应力增长速率较低;第二阶段为剪力键充分受力阶段,应力增长速率较高,当差异沉降达到一定量值后,节段接头会通过局部挤压或摩擦的方式帮助剪力键受力;第三阶段,剪力键进入屈服状态,此时剪力键仍能够继续受力,但已有微裂纹产生。根据剪力键在正常使用极限状态下的剪力值,所确定的沉管隧道节段允许纵向与横向差异沉降值分别为11.5 mm和11.1 mm。建议在沉管隧道沉放完成后,保留部分顶、底板位置的拉索,以提高节段接头剪力键的结构安全。     

沉管隧道节段接头剪力空间分布规律研究

为研究沉管隧道节段接头剪力键剪力沿纵向与横向的空间分布规律,文章以地基差异沉降作为试验控制变量,在沉降试验平台上进行了1∶4.69的大比尺沉管节段接头模型试验。同时,在考虑剪力键橡胶垫双线性材料特性及与沉管节段之间、节段与土体之间接触效应的情况下,开展了沉管隧道节段的足尺三维数值模拟。通过模型试验结果与数值模拟结果的对比分析,表明:节段接头剪力键横向剪力分布存在不均衡性,单纯按剪力键榫与剪力键槽接触面积或平均分配接头剪力的设计方法存在一定缺陷;沉管隧道节段接头剪力沿纵向均呈开口向上的二次曲线左半部分的形态进行传递,但随着差异沉降的增大,剪力的衰减速率也在增大;纵向差异沉降时,节段接头剪力影响范围为3个节段;横向差异沉降时,节段接头剪力影响范围为4个节段。相关研究方法与成果可以为沉管隧道接头研究及剪力键设计提供参考与依据。     

沉管隧道节段接头混凝土剪力键与摩擦力协同抗剪机理试验研究

文章通过沉管隧道节段接头抗剪机理室内缩尺模型试验,测试了接头在不同接触应力状态及不同剪力键垫层厚度等工况下,混凝土剪力键与接触面摩擦力协同抗剪受力模式。结果表明,摩擦力对接头抗剪强度贡献显著而且可靠。     

超长沉管隧道大型模型试验设计与应用

文章结合港珠澳大桥沉管隧道工程实例,采用局部相似装配式剪力键方案,对超长海底沉管隧道在不均匀沉降及不均匀荷载作用下的节段接头作用机理进行了研究。经材料配比与模型制作,进行了1:4.69的大型沉管节段模型试验;沉降模型试验平台经技术改造,能够满足试验过程中的模型搬运、对接、加载、复位等功能;控制试验平台底部千斤顶的差异沉降,可以模拟沉管节段接头纵向与横向的不均匀变位;采用钢筋计及压力盒对沉管结构钢筋应力、沉管结构与土体的接触压力进行测试,采用电阻应变花和光纤光栅应变花对剪力键表面及内部的应变进行测试。通过对所得试验数据的初步分析,得到了节段接头剪力键剪应力随差异沉降及剪应力沿沉管横截面的分布规律。     

上海外环沉管隧道设计(九)--防水设计

主要阐述沉管隧道的主要防水设计思想与方法,包括管段混凝土结构自防水的要求、管段外防水层的应用研究、管段接缝防水设计、管段接头GINA止水带和OMEGA止水带构造形式的选择与细部设计的改进、管段接头拉索防腐蚀设计、岸边段与管段接头密封用弹性阻浆带的设计等内容,以供有关设计人员参考。     

拱北隧道明挖段变形缝防水构造优化研究

通过对现行设计规范和明挖隧道工程案例的调研,文章总结了变形缝防水做法和设置依据;在变形缝防水以"堵排结合"为原则的基础上,对于临海隧道和水下隧道,采用可排式变形缝止水带,可以增强防水效果。结合拱北隧道明挖段工程地质条件和防水要求,将可排式止水带结构运用于变形缝防水中,并在隧道内侧设计排水管道连接,以作为渗漏水的排水路径,该优化设计对工程实践有一定的指导意义。     

隧道施工缝背贴式止水带防水技术若干改进

文章针对隧道衬砌施工缝既有背贴式止水带存在的问题,对施工缝背贴式止水带防水技术尝试了以下改进:(1)将横断面设计为梯形,使两翼能稳定深入衬砌混凝土内部,保持翼缘两侧有足够大的空间充填混凝土,从而为止水带周围密实创造条件;(2)在迎水面设置了排水孔,排水孔上覆有滤水土工布,排水孔下端与隧道排水体系相通,该排水孔给背贴式止水带赋予了排水功能;(3)通过人工假顶使背贴式止水带在洞顶成为准中埋式止水带,从而解决背贴式止水带在洞顶其周围不密实的问题;(4)通过在衬砌基础埋管留槽,安装止水带时将其两端插入槽内并接通排水管,可实现止水带无中间接头、整条一次安装,避免止水带中间接头渗漏水.     

沉管隧道国产化GINA止水带试验研究及选型设计

GINA止水带是沉管隧道的防水生命线。文章以襄阳汉江沉管隧道为背景,通过足尺物理模型试验对国产化GINA止水带在各不利工况下的压缩、水密性、应力松弛等性能开展研究,并结合试验数据进行选型设计。结果表明:(1)止水带压缩应力随时间增加而逐渐减小,并逐渐趋于稳定收敛,国产止水带产品100年平均应力松弛衰减率约为35%;(2)止水带压缩量随压缩力增大逐渐趋于止水带高度60%这一极限值,设计允许的接头偏转量将降低止水带压应力4.4%～9.2%;(3)国产止水带产品最小水密压缩量曲线趋势与某国外产品基本吻合,偏差量约0～15%;0.1°和0.22°接头偏转使所需最小水密压缩量略增;接头竖向错动1 cm,3 cm和5 cm,水平错动5 cm均未出现漏水,不影响止水带水密性能;(4)止水带设计需考虑正常使用和承载能力极限状态管节温差变化、混凝土干缩徐变、基础不均匀沉降、地震等引起的接头张合,需满足最小水密和最大压缩指标双控要求;(5)国产GINA止水带各项性能均可满足依托工程需求并具有一定安全余量。     

沉管隧道管段接头防水研究--数值模拟分析

从沉管隧道施工的特点可知,管段与管段之间的接头防水十分重要,若接头之间水密性不能得到保证,会危害整条隧道的安全使用.文章通过沉管隧道管段接头首道防线,也是最重要防线的GINA止水带的数值模拟研究,对GINA止水带不同压缩量下的防水能力、压缩剪切情况下的防水能力及耐久性等情况进行了模拟、计算、分析.望对今后类似的大型沉管隧道管段接头的设计、施工有所帮助.     

隧道衬砌施工缝蝶形可排水止水带研制

文章分析了隧道衬砌施工缝渗漏水产生的原因,在可排水中埋式、背贴式止水带技术的基础上开发了蝶形可排水止水带.该止水带属新型中埋式止水带,其断面呈蝶形.安装时将蝴蝶的头部朝向施工缝的迎水侧;从侧面(先浇衬砌段一侧)将止水带压向衬砌段的端头模板,使后浇衬砌段一侧的止水翼变形紧贴端头模板,并用带垫片的钢钉从肋部间隔适当距离逐点固定止水带;先浇衬砌段浇筑并养护一段时间后拆模,先前被压平的后浇衬砌段的止水翼在橡胶等材料弹性的作用下恢复变形;浇筑后浇段衬砌混凝土,即可完成一道施工缝的防水施工.蝶形可排水止水带的优点是:安装方便,容易保证止水带施工质量;属中埋式,可保证在隧道两侧和顶部其周围均能密实;具有可排水功能,在无压力或小压力条件下工作,减少了渗漏机会.     

节段预制装配式综合管廊抗震性能研究

文章以某采用节段预制装配式施工的地下综合管廊项目为背景,对预制管廊节段之间接头连接、结构-土体相互作用及预制和现浇结合处边界条件问题进行简化,根据推导的接头刚度计算公式和规范中建议采用的等待土弹簧计算公式,得到SAP2000有限元模型中的分析参数,并采用弹性设计反应谱方法和非线性时程分析方法对节段预制管廊结构进行抗震性能分析,主要得到以下结论:自重作用下,跨中区域处管廊顶板部分出现受拉现象,顶板弹性橡胶垫可能出现弹性压缩减弱,在1/7跨径和6/7跨径位置,底板弹性橡胶垫出现弹性压缩减弱;横向地震作用下,跨中位置附近的接头和节段均为抗震薄弱环节,侧墙更容易出现橡胶垫张开甚至漏水问题,预制与现浇结合位置最容易发生剪切破坏,因此在跨中位置和预制拼装与现浇结合位置对土体采取相应加固处理措施显得很有必要。     

西安地铁二号线地裂缝段防水设计探讨

地裂缝是西安市地铁工程建设面临的重大难题,其活动将给地铁的防水带来很大的压力.结合西安市地铁二号线地裂缝段处置措施的课题研究,对地裂缝的成因及特点进行了说明;根据地裂缝段地铁的结构设置情况和地裂缝的特点,提出了GINA止水带法、可卸式管片拼装双层结构法和管中管法等三种具体的防水方案.     

隧道二次衬砌施工缝钢木组合端头模板研制及应用

山岭隧道二次衬砌施工缝渗漏水与隧道施工工艺和施工质量密切相关。为解决传统衬砌台车堵头模板存在的施工缺陷,提高二次衬砌施工缝质量以及更好、更快捷地安装止水带,文章以济南二环路隧道工程为背景,对模板台车端头木模进行了改进,研制出了一种新型钢木组合式端头模板。该模板在浇筑二次衬砌时可为外露的半幅止水带提供弯起空间,并且取消了止水带固定筋与定位筋,避免了止水带受损,节约了安装成本,提高了二次衬砌施工缝防水质量;其节段化设计方便了端头模板的加工、安装与拆卸,大大提高了施工速度与施工质量。     

节段预制拼装地下综合管廊模态分析

文章依托某预制拼装综合管廊工程,采用等待土弹簧模型和接头平面转动模型建立节段预制综合管廊梁单元有限元模型,对比分析土质、接头刚度变化对结构模态的影响。结果表明:节段预制综合管廊结构进行模态分析以及动力分析必须考虑土-结构相互作用;一定接头刚度范围内,接头刚度对预制管廊结构纵向漂移、横向漂移、一阶横向振动、竖向漂移以及一阶竖向漂移等主要阵型影响很小;一定地基弹簧刚度范围内,结构主要频率随着地基土弹簧刚度增大而增大,主要阵型对土质类别最为敏感,在动力分析计算中应该着重考虑。     

中埋反应性丁基橡胶腻子（钢片式）止水带的技术性能分析

结合天津地铁车站的工程实践,分析了中埋反应性丁基橡胶腻子（钢片式）止水带的防水机理和材料的性能特点,介绍了该材料与其它丁基橡胶止水带的区别。     

节段拼装梁运输、架设施工分析——以东河村双线特大桥为例

为了增强节段箱梁拼装架设施工效果,丰富其中的技术内涵,则需要对施工技术的引入及科学应用加以思考,落实好具体的研究工作予以应对。基于此,结合工程案例,阐述梁段预制总体施工方案,分析节段梁拼装施工方案,提出相应的保护措施,以供相似工程参考。     

断层错动下节段式隧道设计参数及安全性分析

鉴于山岭隧道穿越地震活动带的逆断层时易受断层滑动的影响,文章采用数值分析方法,对断层错动下的减震型节段衬砌隧道设计参数进行安全性分析。结果表明:隧道施工过程中应进行径向注浆加固,采取?42 mm小导管进行径向注浆,加固圈为开挖轮廓线外3.7 m;逆断层错动下,位于上盘的衬砌节段易发生拉破坏,位于下盘的衬砌节段易发生压剪破坏;最易发生破坏的节段为与断层面相交的3#衬砌节段;随着错距增大,逆断层型式下节段式衬砌结构的抗压、抗裂及抗剪安全系数呈现逐渐降低的趋势,最易发生破坏的位置为与断层面相交的3~#衬砌节段,破坏型式为压剪破坏,破坏的部位常出现在仰拱与拱顶位置;逆断层错动下,处于下盘(固定盘)的衬砌节段抗裂安全性大于上盘衬砌节段,处于上盘(移动盘)的衬砌节段抗压、抗剪安全性大于下盘衬砌节段;去除端部效应,距离断层面越近,衬砌节段安全性越小,需采取加强措施。所得结论对今后类似工程具有重要的参考和借鉴价值。     

港珠澳大桥最后一节巨型沉管安装成功

正3月7日,港珠澳大桥海底隧道最后一节巨型沉管——E30管节安装取得圆满成功,轴线、纵坡、艏尾高差等各项关键指标均满足设计标准。至此,33节世界最大体量沉管全部安装完毕,已建隧道总长达到5652米,距最终合龙仅差12米,广州海事局圆满完成这一"世纪工程"的33节沉管浮运和安装的安全护航任务。E30沉管位于隧道合龙口东侧,长171米,为异形曲线段管节,整体呈梯形。由于E29沉管已于2月中旬安装就位,最终接头已经制造完成,长度、位置均已无     

夜郎湖大桥劲性骨架腹杆构造形式优化研究

腹杆构造形式对劲性骨架自身受压稳定性及悬浇段与劲性骨架接头受力行为影响显著。贵州夜郎湖大桥拟采用悬臂浇筑与劲性骨架组合法施工,文章依托该工程实例,针对4种较合理的劲性骨架腹杆构造形式,从劲性骨架腹杆受压稳定性及悬浇段与劲性骨架接头受力行为两方面对腹杆构造形式进行了优化分析。     

桥梁工程节段箱梁预制施工技术及质量控制

文章结合工程实例,从节段箱梁预制施工工艺、预制区的建设、配套设施、工序衔接等方面,阐述了短线匹配法节段梁预制施工技术及质量控制要点,以期为类似工程提供借鉴。